瓯江口航道二期治理潜堤工程三维潮流数值模拟

算 区域 内共 有 三 角形 网格 节 点 １ ４ ５０ ９个 ，三 角 形单 元 ２ ８
５ ９个 ， ９ 最小 网格 步长 为 ２ Ｉ时 间步 长最 小 为 ０３Ｓ 由图 ５１， Ｔ ． 。
２可 以看 出 ， ｊ角 形 网格较 好 地 概 括 了计 算 域 内复 杂 的 岛 屿岸线 和地形 特 征 ， 复杂岸 线 的拟合较 为精 确 。 对
实 施 后 ， 汀 北 口航 道 、 头 水 道 、 ¨ 水 道 、 门 岛 ￣／． 岛 间 水 域 流 速 略 有 变 化 ， 他 水 域 则 基 本 不 瓯 沙 小 大 ｌＪ ｌ＇ 门 其 变 。 近海 区高 低 潮 位 变 幅 为 ０ ２Ｃｌ从 对 周 围水 动 力影 响角 度 考 虑 ， 程 是 可 行 的 。 附 ￣ ｎ。 Ｔ
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９ ０ ０ １ ４ １ ２ ２ ７ ０ ３ ２ ５ ８ ｌｌ １ ４ １ ７
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时刻
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４ｄ３ － ＃表 层 流 向验 证
４ ｅ ＃表 层 流 向 验 证 － ７
１ 模型 的验 证 ． ２
（ ） 数选 取 。 型计 算 中干水深 为 ０ ０ 淹没水 深为 ００ 湿 水深 为 ０１ｉ， ５参 模 ． ５ｍ， ０ ． ｍ， ５ ． ｎ 底部摩 擦力 糙率 高度
采 用 ２０ ０ ６年 １ ０月 ７ ８日在 工程 海 区进 行 的 １ 潮 位 站和 ｌ ～ ３个 ４条垂 线 的水 文 大 潮测 量 资料 对 模 型进 行 了验 证 ， １ 测站 均进行 了对 应实测 的各 层 的流速 流 向验 证 。 验证情 况看 ， 对 ４个 从 计算 的潮 位过 程和各层 的
ｌ 模 型 的 建 立 及 验 证
采 用 国 际上 较 为 流行 的 河 口 、 陆架 、 洋模 式 ＭＩ Ｅ 海 Ｋ３ ， 中水 动 力学 模 型 是一 种 通 用 的数 学模 型系 其 统 ， 以用来 模 拟河 【 海 湾 以及海 洋近 岸 区域 中 的水 流情 况 。 对 三维非 恒定 流进 行模 拟 的 同时 ， 充 分考 可 ］、 在 还
许 婷 ， 洪波 赵
（ 交通运 输部 天 津水 运 工程科 学研 究所 ５ 程 泥 沙 交通 行业 重点 实验 室 ， 津 ３ ０ ５ ） ＿ － 天 ０ ４ ６
摘 要 ： 于 ＭＩ Ｅ 技 术 平 台 ， 立 了 瓯 汀 口工 程 海 域 维 潮 流 数 学 模 型 。 型 水 平 采 用 无 结 构 的 角 基 Ｋ ３ 建 模
１ ７
２ ２ ０ ３
２
５
８
１ １
１ ４
１ ７
时刻
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３ ａ 黄华潮位验 证 －
３ ｂ 乌仙头潮位验证 －
图 ３ 潮 位 过程 验 证
Ｆ ｇ３ ｉ ． Ｖｅ ｉｉａ ｉｎ ｏ ｉ ｌｌｖｅ ｒｆｃ ｔｏ ｆｔｄａ ｅ ｌ
３ ｃ 小 门岛潮位验证 －
２ １ 年 ４月 ０１
由图 ７可见 ， 程海 区从 表层 到底 层基 本呈 现往 复 流特征 ， 从表 层到 底层 流速 逐 渐减 小 。 ７给 出 了 工 且 图
潜堤 工程 实施 后 其 表层 、． Ｈ 层 、 ０６ 底层 的涨 、 落急 流场 图。 潜堤 工程 实 施后 的流 场看 ， 从 大范 围的潮 流 特征
形 网格 系统 ， 向采 用 Ｏ坐 标 ， 好 地 拟 合 ＿工 程 海 域 复 杂 的 岛 屿 岸 线 和 地 形 特 征 。 用 现 场 实 测 水 文 垂 － 较 『 采
资料 ， 对瓯 江 口航道二期 治理 潜堤 Ｔ程实施后 的ｊ维 流场进行 ｒ模拟 ， 并分析 了工程实施后的影响。 工程
第 ３ ２卷第 ２期
２１ 年 ４月 ０ １
水 道 港 口
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ａ ｅ ｗａ ｎ ｒ ｏ ｏ ｒ ａ ｏ Ｗ ｔ ｒ ｙ ａ ｄ Ｈａ ｂ ｒ
Ｖｏ．２ Ｎｏ２ １ ３ ． Ａｐ ．２ １ ｒ ０１
瓯 航 二 治 潜 工 三 潮 数 模 江口 道 期 理 堤 程 维 流 值 拟
１工程海区示意图 Ｆ ． Ｓｅ ｈ ｆ ｒｅｔｅ ｅ ｉ １ ｋｔ ｏ ｃ ｓ ａ ａ ｇ ｃ ｏｐ ｊ ａ ｌ
后 瓯江 口一期 工 程经 历 了 ２ ０ ０ ６年 强 台风 考验 ， 道治 理效 果得 到初 步 体现 。 航 随着温 州经 济 的发 展 ， 以及瓯 江 口内港 口的建设 ， 别是 七里 和 灵 昆 岛港 口岸线 的开 发 ， 特 目前 迫 切需 要 瓯 江 口航道 进 一步 浚 深 和拓 宽 。 道 航 二期 Ｔ 程 拟将 航 道 拓宽 至 ２ ０１、 深 至一 ｌ网 １中的 Ｅ Ｇ段 ）二 期 治 理潜 堤 工 程 拟在 一 期 整治 程 的 ６ ３浚 ３ ７Ｉ（ ｌ Ｆ ； 基础 上建 设潜 堤 方案 ＿ （ 顶 高程 ＋ ． １， ２堤 ３７ ３ 理论 基 面 ， 图 １中的 Ｂ Ｄ段 ） ３ 见 Ｃ 。
关键词 ： Ｋ ３ 三维潮 流 ； ＭＩ Ｅ ； 数学模型 ； 潜堤工程 ； 瓯江 口航道
中 图分 类 号 ： ５ ．１Ｏ ２ ２１ Ｕ ６ ６３ ； ４ ． 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ５ ８４ （０ 】０ ～ １ １０ １０ — ４ ３ ２ １ ）２ ０ ０ — ６
瓯 江 口航 道 治理 丁程 位 于 温 州 市 瓯 江 口｝海 口。 期 Ｔ程 由 ４０ｋ 的北 导 堤 和总 Ｈ 一 ． ｍ 长 １ ． ｋ 宽 １ ０ｍ、 ６０ Ｉ 的 单 向航 道 ６ ｍ、 ４ 深 ． ｌ ８ ｌ
组 成 （ １中的 Ａ 图 Ｂ段 ）ｌ 程 于 ２ ０ ，ｌ ０ ４年 ９月 开工 ， ２０ 于 ０ ６年 ４月 通 过 验 收 一 验 收 以 程
（ ）边 界 条 件 。 海 河 道 采 用 流量 过 程 线 Ｑ Ｑ（）外 ４ 人 ＝ ｔ， 海 开边 界 采 用潮 位 过 程 线 Ｚ Ｚ ｔ ， 中 国潮 汐 预 报 程 序 ＝ （） 由
图 ２ 计 算 网格
Ｆ ｇ２ ｉ ． Ｃｏ ｕｔｔｏ ａ ｒｄ ｍｐ ａ ｉｎ ｌｇ ｉ
Ｃ ｉａｔ ｅ ｈｎ ｄ 供 ， 根据 实测 水文资 料进行 调试 。 ｉＥ 提 并 为 ０ １００ Ｉ涡粘参 数采 用 Ｓ ｇｒ ｓｙ 式 ， ． ～ ． １， ０ ６Ｔ ｍａｏｉ ｋ 公 ｎ 系数 ｃ 取 ０２ 。 ．８
处 起到 了较好 的分 流作用 ， 部水 流略有 调整 。 局
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瓯 江 口航 道二期 治 理潜 堤工 程 三维潮 流 数值 模拟
３０ ｝ ７ ． ＃ 口 实测值 — — 汁算 值 ３０ ．
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ｒ 实测值 — — ＇ ｌ
计算值
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１ １ ２０ ４ ７ ２ ３ ２ ５ ８ １ １ １ ４ １ ７
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时刻
时刻
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４ ａ ＃表 层 流 速 验 证 － ３
收 稿 日期 ：０ Ｏ ０ — ２ 修 回 日期 ：０ ０ ０ — ４ ２ １－ ８ １ ； ２ １— ９ １
作者简介 ： 许婷 （９ ５ ）女 ， １８ 一 ， 山东省菏泽市人 ， 研究实习员 ， 主要从事港 １ ３航道工程研究 。
Ｂｉｇ ａ ｈ ＸＵ ｌｎ （１ ８ －）ｆｍａｅ ａ ｓｓａ ｔ ｎ ｉｅ ｒ ｏ ｒ ｐ ｙ： ＇ ｇ ９ ５ ，ｅ ｌ ，ｓｉｔｎ ｇｎ ｅ． ｉ ｅ
瓯 江 口被 灵 昆 岛 分 为南 口和 北 口 ， 汀 瓯
口外 岛屿林 立 、 浅滩 密 布 、 槽 交 错 、 道 纵 滩 水
横 、 形 复 杂 。 江 口外 有 温 州 浅 滩 、 角 地 瓯 沙、 中沙 、 飞 浅 滩 、 清 浅 滩 等 沙 滩 ， 沙 瓯 乐 有 头 水 道 、 门水 道 、 门水 道 、 小 大 中水 道 、 大 黄 岙 水 道 、 大峡 水 道 、 水 道 、 山水 道 等 水 黄 南 重 道 ； 龙 湾 和七 里 有 温 州港 龙 湾 港 区 和七 里 在 港 区， 中水 道一 黄 大岙 水 道 是 目前 温 州 港 的 出海 航 道 ， 接 灵 昆 岛 和霓 屿 岛 的灵 霓 大 堤 连 已经 于 ２ ０ ０ ６年建 成 ＿ 。 ｌ
１２ ０
水
道 港 口
第 ３ 卷第 ２ ２ 期
虑 了密度 变化 、 下地 形 、 水 潮汐变 化 以及 气象 等条 件 。 采用 干湿 网格 法变 动边 界处 理技 术 ， 建立 瓯江 口航 道 三维数 学模 型来 分析 瓯 江 口航道 二期 治 理潜 堤工
程潮位 和 潮流 的变化状 况 。 １ 模 型 的建立 ． １
没有发 生 改变 ， 仅在 拟建 工程 附 近局 部水域 有 所变 化 。 中涨 潮过 程 ， 其 在航 道北 侧 的高 沙浅 滩水 流 向航 道 区 的运 动大 大减少 ， 其影 响 ， 受 沙头 水道 和航 道 区 的水 流也 有所 增强 ， 流更 为平 顺 。 水 落潮 过程 ， 工 程 的拐 角 本
流速 流 向过程 与实 测资料 吻 合较好 （ ３ 图 ５ 。 ６ 别 给 出了工 程实施 前 表层 和底 层 的涨 、 图 ～ ）图 分 落急 流场 图 ，
由图 ６可 以看 出 ， 工程海 区从 表层 到底层基 本 呈现往 复流 特征 ， 且从表 层 到底层 流速逐 渐减 小 。
２ 潜 堤 工 程模 拟计 算 分 析
Hale Waihona Puke （ ）研究 范 围 。 边 界 至梅岙 ， １ 西 东边 界至 １ １３ 线 ， ２ 。 ５经
北边界 至乐 清湾 顶 ， 南边界 至 南麂 岛南 侧 。 算 域 的东西距 计
离约 为 １ ０ｋ 南 北距 离约 为 １０ｋ ０ ｍ， ２ ｍ。 （ ）地形 资 料 。０ ５年浙 江 省水 利 河 口研 究 院测 绘分 ２ ２０ 院测 量 的 １ １ ０ （ 江 口内 ） １ ２ ０ （ 江 口外 ） 深 ：００ ０ 瓯 、 ：５０ ０ 瓯 水 图 和 中国人 民解放 军 海 军 司令 部航 海 保 证 部 的 ２ ０ ０ ４年 版 １ １００ ０ 温 州 湾及 附近 ’ １９ ：０ ０ “ ’ ９ ９年版 １ １００ ０ 大北 列 及 ：０ ０ “ 岛至 沙埕港 ” 图 ， 海 温州浅 滩 采用 ２ ０ ０ ９年最 新 的水深 测 图 。 水深基 面采 用浙 江吴淞 基 面 。 （ ）网格 剖分 。 型采 用无 结 构 的三 角形 网格 系统 ， ３ 模 垂 向分 ６个 ｒ层 （ 层 、 ． Ｈ、． Ｈ、． Ｈ、． Ｈ、 层 ）计 ， 表 ０２ ０ ０６ ０８ 底 ４ 。
３０ ６ ２ｏ ７
４ｂ ７ － ＃表 层 流 速 验 证
７ ＃ 口 实测值 — — 计算值
４ｃ ０ 一 １＃表 层 流 速验 证
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２ｏ ７
３ ＃
口 实 测值 — — 计算值 ■３０ ６
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